模電第01章緒論課件

1、模電第01章緒論課件模電第01章緒論課件緒論一.概述1.電子技術(shù)的發(fā)展歷程1906發(fā)明：電子管1948出現(xiàn)：晶體管1958起：集成電路、大規(guī)模集成、超大規(guī)模集成電路2.電子技術(shù)的特點(diǎn)小型化、集成化、元件種類繁多、能處理模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)二.課程安排第三學(xué)期: 54學(xué)時(shí)數(shù)字電子技術(shù)第四學(xué)期: 54學(xué)時(shí)模擬電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)：36學(xué)時(shí)(12個(gè)實(shí)驗(yàn),分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行,獨(dú)立設(shè)課)緒論三.基本要求1.掌握所學(xué)內(nèi)容2.做好習(xí)題:每次課后必有題，每星期交一次作業(yè);注意：上課前交。每遲交一小節(jié)扣作業(yè)成績13分。作業(yè)要求：(1)抄題抄圖，字跡工整，清晰，字不要太??；(2)圖表要求用鉛筆和尺子畫線條；(3)對(duì)于計(jì)算題：

2、未知數(shù)=公式=代入數(shù)值=得數(shù)四. 成績?cè)u(píng)定方法1、原始平時(shí)成績?cè)计綍r(shí)成績=作業(yè)平均成績30+測驗(yàn)成績平均45+考勤成績25三.基本要求其中：(1)考勤成績 滿分為100分。從第1周起，每曠課一大節(jié)扣18分(既每曠課一小節(jié)扣6分)。遲到20分鐘以內(nèi)扣分折半，遲到達(dá)20分鐘或以上者視為曠課。因事請(qǐng)假扣分折半。病假扣分1/6(即每大節(jié)3分，每小節(jié)1分)。(2)期中測驗(yàn) 期中測驗(yàn)共實(shí)行3次，閉卷。隨堂考試。(3)作業(yè)總平均成績 作業(yè)平均成績=所有作業(yè)成績的平均值2、最終平時(shí)成績 將原始平時(shí)成績從高到低排序，并按高分到低分及其一定的比例評(píng)定最終平時(shí)成績。3、期評(píng)成績期評(píng)成績 =最終平時(shí)成績40% +

3、期末考試成績60%其中：第一章緒論 重點(diǎn)： 1.掌握放大電路模型的描述方法； 2.理解放大電路主要性能指標(biāo)的意義第一章1.1 信號(hào)1.3 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)一、 信號(hào)信息的載體。如溫度信號(hào)、氣壓信號(hào)、風(fēng)速信號(hào)、音頻信號(hào)、視頻信號(hào)、電信號(hào)二、 電信號(hào)電壓或電流。非電量信號(hào)經(jīng)傳感電路可轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)。其中：模擬信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是連續(xù)的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)：在時(shí)間和幅值上都是離散的信號(hào)。處理模擬信號(hào)的電子電路稱為模擬電路。1.1 信號(hào)is=vs/Rs電壓源等效電路電流源等效電路+ vs-Rs接放大電路isRs接放大電路三、 電信號(hào)源的表示形式 傳感電路輸入非電量輸出電量(接放大電路)由傳感電路輸出兩

4、端看進(jìn)去，電信號(hào)有兩種表達(dá)形式：is=vs/Rs電壓源等效電路電流源等效電路+Rs接放大電路1.2 信號(hào)的頻譜將某個(gè)信號(hào)分解為正弦信號(hào)的集合，得到其正弦信號(hào)幅值和相位隨角頻率變化的分布，稱為該信號(hào)的頻譜。其中：幅值隨角頻率變化的分布幅度頻譜(幅度譜);相位隨角頻率變化的分布相位頻譜(相位譜)。一、正弦波信號(hào)的頻譜1.時(shí)域表示vVmcos(0t)2.頻域表示幅度頻譜:0VmvtVm0 0 20 30 v相位頻譜:0 0 20 30 1.2 信號(hào)的頻譜2.頻域表示VmvtVm0 0 二、方波信號(hào)的頻譜1.時(shí)域表示令: 0=2/T，則這個(gè)方波信號(hào)的傅里葉展開式: vtVsT/2T=2/0數(shù)學(xué)表達(dá)式：

5、v(t)=Vs nTt (2n+1)T/20 (2n+1)T/2 t (n+1)T二、方波信號(hào)的頻譜令: 0=2/T，則這個(gè)方波信號(hào)的傅里2.頻域表示幅度頻譜0 0 20 30 vVsVs22Vs2Vs3相位頻譜 0 20 300 -22.頻域表示幅度頻譜0 0 20 30 一個(gè)微弱的電信號(hào)通過放大器后,輸出電壓或電流的幅得到了放大,但它隨時(shí)間變化的規(guī)律不能變,即不失真。1.4 放大電路模型一、放大的基本概念放大把微弱的電信號(hào)的幅度放大。 完整的放大電路框圖如下：負(fù)載待放大的信號(hào)源放大電路+vo-RL+vi-iiioVCC-VCC信號(hào)源(含內(nèi)阻) 一個(gè)微弱的電信號(hào)通過放大器后,輸出電壓或電流的

6、幅得到了放大二、放大倍數(shù)(增益)表示放大器的放大能力當(dāng)信號(hào)源單獨(dú)作用且放大電路處在線性工作狀態(tài)下時(shí):電壓增益(電壓放大倍數(shù))電流增益互阻增益互導(dǎo)增益放大電路+vo-RL+vi-iiioVCC-VCC信號(hào)源(含內(nèi)阻)二、放大倍數(shù)(增益)當(dāng)信號(hào)源單獨(dú)作用且放大電路處在線性工作狀1. 輸入回路的等效 從vi 端看進(jìn)去放大電路等效為一個(gè)輸入電阻Ri : 線性狀態(tài)vs單獨(dú)作用放大電路+vo-RL+vi-iiioVCC-VCC信號(hào)源(含內(nèi)阻)放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)三. 放大電路的等效條件放大電路處在線性工作狀態(tài)且信號(hào)源單獨(dú)作用等效+ vs-Rs+vi-iiRiisRs

7、+vi-iiRi或1. 輸入回路的等效線性狀態(tài)放大+RL+iiioVCC-VC2. 輸出回路的等效(1)從vo 端看進(jìn)去放大電路等效為戴維寧電路+vo-RLioRo+ voc-等效為戴維寧電路放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)(2)從vo 端看進(jìn)去電路等效為諾頓電路+vo-RLioRo isc放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)等效為諾頓電路2. 輸出回路的等效+RLioRo+等效為戴維寧電路放大+R四. 放大電路模型種類條件放大電路處在線性工作狀態(tài)且信號(hào)源單獨(dú)作用(1) 電壓放大模型+ vs-Rs+vo-RL+vi-iiioRoRi+ voc

8、-+vo-RL+vi-iiioRoRi iscisRs 電壓放大模型適用于分析信號(hào)源內(nèi)阻Rs小、負(fù)載電阻RL大的情況。(2) 電流放大模型 電流放大模型適用于分析信號(hào)源內(nèi)阻Rs大、負(fù)載電阻RL小的情況。四. 放大電路模型種類+Rs+RL+iiioRoRi+RL+vi-iiRiisRs+vo-RLioRo+ voc-(3) 互阻放大模型+ vs-Rs+vo-RL+vi-iiioRoRi isc(4) 互導(dǎo)放大模型 互阻放大模型適用于分析信號(hào)源內(nèi)阻Rs大、負(fù)載電阻RL大的情況。 互導(dǎo)放大模型適用于分析信號(hào)源內(nèi)阻Rs小、負(fù)載電阻RL小的情況。+iiRiisRs+RLioRo+(3) 互阻放大模型+R

9、s1.5 放大電路的主要性能指標(biāo) 在放大電路的分析和計(jì)算中,當(dāng)放大電路處在線性工作狀態(tài)且信號(hào)源單獨(dú)作用時(shí), 經(jīng)常涉及的性能指標(biāo)有:一. 輸入電阻Ri輸入電阻的定義：Ri是動(dòng)態(tài)電阻,信號(hào)源 的負(fù)載。二. 輸出電阻Ro 對(duì)于負(fù)載RL而言，放大電路相當(dāng)于有源二端線性網(wǎng)絡(luò)，可用戴維南定理等效，戴維南等效內(nèi)阻就是Ro放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)1.5 放大電路的主要性能指標(biāo)輸入電阻的定義：Ri是動(dòng)態(tài)電Ro的求法：(1)加壓求流法: 首先將信號(hào)源vs 短接(或is 斷開),內(nèi)阻留下變?yōu)闊o源網(wǎng)絡(luò)去掉RL在輸出端口加電壓源v, 引起電流 i , 則:Ro=v/i (2)開路電壓

10、、短路電流相除法無須將二端網(wǎng)絡(luò)變?yōu)闊o源網(wǎng)絡(luò)放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)Ro的求法：(1)加壓求流法: 放大+RL+iiio信號(hào)源三. 增益反映放大電路在輸入信號(hào)控制下，將供電電源能量轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)能量的能力。 增益有四種：1.電壓增益：Av=vo/vi2.電流增益:Ai=io/ii3.互阻增益: Ar=vo/ii4.互導(dǎo)增益: Ag=io/vi其中, Av、Ai常用分貝(dB)表示。電壓增益=20lg|Av|單位dB電流增益=20lg|Ai|單位dB功率增益=10lgAp單位dB放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)其中:功率增益Ap = po /pi = vo io/vi ii =AvAi三. 增益放大+RL+iiio信號(hào)源其中:四. 頻率響應(yīng)及帶寬 1.頻率響應(yīng) 在輸入正弦信號(hào)情況下,當(dāng)輸入信號(hào)的頻率變化時(shí),電路工作狀態(tài)跟隨頻率變化而變化的現(xiàn)象。頻率響應(yīng)一般用相量(復(fù)數(shù))表示。 電壓增益的頻率響應(yīng)可表示為： Av()()其中：Av()電壓增益的模, Av() 關(guān)系稱為幅頻響應(yīng)或幅頻特性；() 電壓增益的相角, () 關(guān)系, 稱為相頻響應(yīng)或相頻特性；放大電路(無源)+vo-RL+vi-iiio信號(hào)源(含內(nèi)阻)四. 頻率響應(yīng)及帶寬 Av()()2.帶寬